Havayolu Uçuş Ekiplerinin Yılmazlık (Resilience) Performansını Değerlendirme

Geleneksel havacılık emniyet anlayışı, tarihsel olarak sistemlerde nelerin yanlış gittiğine, hatalara ve kazalara odaklanmıştır. Ancak günümüzün modern sivil havacılık operasyonlarında, sadece hataları incelemek yerine, işlerin nasıl ve neden "doğru" gittiğini analiz eden yeni nesil bir uçuş emniyeti felsefesi ortaya çıkmıştır. Bu yeni felsefe, insanların havacılık emniyetine yaptıkları olumlu katkıları anlamak ve bu bilgileri Emniyet Yönetim Sistemleri (SMS - Safety Management Systems) içerisine entegre etmek için kapsamlı yöntemlere ihtiyaç duymaktadır.

Özellikle NASA'nın System-Wide Safety - SWS projesi, havacılık endüstrisinin küresel çapta artan taleplerini karşılarken, mevcut ultra-güvenli sistem seviyesini korumayı amaçlamaktadır. SWS projesi; emniyetli insan davranışlarını incelemekte, Eş Zamanlı Sistem Çapında Emniyet Güvencesi (In-time System-wide Safety Assurance - ISSA) ve Eş Zamanlı Havacılık Emniyet Yönetim Sistemi (In-time Aviation Safety Management System - IASMS) gibi yeni nesil emniyet teknolojileri geliştirmeye odaklanmaktadır. Bu makalenin temel amacı, ticari havayolu uçuş ekiplerinin high-fidelity simülatör ortamında karşılaştıkları beklenmedik durumlara karşı gösterdikleri "yılmazlık (resilience)" kapasitesini ölçmek için kullanılan psikofizyolojik araştırma yöntemlerini ve bu bulguların sektörel yansımalarını incelemektir.

Operasyonel Gerçeklik ve Yılmazlık (Resilience) İhtiyacı

Modern havacılıkta standart operasyon prosedürleri ile gerçek dünya dinamikleri arasında sıklıkla uyumsuzluklar yaşanabilmektedir. Örneğin, büyük havalimanlarında kullanılan RNAV STAR prosedürlerine uyum üzerine yapılan kapsamlı bir araştırma çarpıcı sonuçlar ortaya koymuştur. Stewart ve arkadaşları (2018) tarafından 32 iç hat havalimanına yapılan 10 milyondan fazla uçuşun verisi incelendiğinde, uçuşların yalnızca %12,4'ünün yayımlanmış usullere tam olarak uyduğu görülmüştür. Bunun üzerine Holbrook ve arkadaşları (2020) tarafından pilotlar ve hava trafik kontrolörleriyle yapılan bir diğer çalışmada, bu uyumsuzlukların temel nedeninin "dinamik gerçek dünya koşullarında operasyonları sürdürebilmek ve emniyeti sağlamak" olduğu anlaşılmıştır. Bir başka deyişle, pilotlar prosedürleri ihlal etmek için değil, sistemin uçuş emniyeti standartlarını korumak için duruma anlık olarak uyum sağlamakta ve esneklik göstermektedir. Bu durum, geleneksel risk yönetimi yaklaşımlarının tek başına yeterli olmadığını; insanların emniyeti sağlamak için çalışma koşullarını sürekli olarak ayarlaması gerektiğini gösteren "yılmazlık (resilience)" kavramının önemini kanıtlamaktadır.

Araştırma Metodolojisi ve Psikofizyolojik Ölçümler

Yılmazlık (resilience) kavramının teorik çerçeveden çıkarılıp ampirik (deneysel) verilerle ölçülebilmesi amacıyla NASA Langley Araştırma Merkezi'nde SOTERIA (SWS Operations and Technologies for Enabling Resilient In-Time Assurance) projesi kapsamında bir "döngüde insan" (Human-in-the-loop - HITL) uçuş simülasyonu deneyi gerçekleştirilmiştir.

Katılımcılar ve Test Ortamı

Çalışmaya, Amerika Birleşik Devletleri'ndeki büyük bir havayolu şirketinde görev yapan, yaş ortalaması 49,2 olan 24 (9'u kadın) aktif ve lisanslı havayolu nakliye pilotu (12 uçuş ekibi) gönüllü olarak katılmıştır. Deneyler, 737-800 high-fidelity uçuş simülatöründe yürütülmüştür.

Veri Toplama Araçları

Araştırmada geleneksel raporlama yöntemlerinin ötesine geçilerek, pilotların fiziksel ve bilişsel durumlarını anlık olarak kaydeden ileri teknoloji sensörler kullanılmıştır:

• Psikofizyolojik Sensörler: Pilotlara elektrokardiyografi (EKG) ve elektroensefalografi (EEG) ölçümü yapan cihazlar takılmıştır. Pilotların heyecan, korku ve/veya stres durumlarında verdikleri galvanik deri tepkisi, deri sıcaklığı ve kalp atış hızını ölçen akıllı saatler kullanılmıştır.

• Göz İzleme (Eye-Tracking) Sistemleri: Pilotların kokpit içindeki görsel tarama alışkanlıklarını tespit etmek için "Smarteye" sistemi ile göz izleme kalibrasyonu yapılmıştır. Veriler 10 saniyelik zaman dilimleri (epoch) halinde analiz edilmiştir.

• RPSA Anketi (Resilient Performance Self-Assessment): Pilotların kendi yılmazlık (resilience) performanslarını değerlendirmeleri için 16 sorudan oluşan özel bir anket geliştirilmiştir. Bu anket, American Airlines'ın "Öğrenme İyileştirme Ekibi (LIT)" prensipleri temel alınarak modellenmiştir ve 1 (çok başarısız) ile 5 (çok başarılı) arasında bir ölçeğe sahiptir.

İncelenen Göz İzleme Metrikleri

Göz izleme verilerinden elde edilen temel metrikler uçuş emniyeti analizleri için şu şekilde tanımlanmıştır:

• Head Heading Velocity: Başın sağa veya sola dönme hızı (derece/saniye).

• Pupil Diameter: Göz bebeklerinin milimetre (mm) cinsinden çapı. Artan bilişsel iş yükünün bir göstergesi olarak kabul edilir.

• Gaze Velocity: Gözün odak noktasını değiştirme hızı (derece/saniye).

• Gaze Variance: Pilotun bakışlarının kokpit içindeki dağılımını ifade eder. Yüksek varyans, pilotun kokpitte daha geniş bir alanı taradığı (yüksek durumsal farkındalık) anlamına gelebilir.

Araştırma Bulguları:

Yılmazlık (Resilience) ve Göz İzleme Verileri Arasındaki İlişki

Yapılan deneyler sonucunda tüm uçuş ekiplerinin (pilotların) karmaşık RNAV STAR varış senaryolarını herhangi bir kaza ya da kırım yaşamadan, başarılı bir şekilde tamamladıkları görülmüştür. Ancak ekiplerin sorunlarla başa çıkma biçimleri ve psikofizyolojik tepkileri arasında istatistiksel olarak anlamlı farklar bulunmuştur.

Öz Değerlendirme (RPSA) Sonuçları: Ekiplerin anket sonuçları incelendiğinde, 6, 8 ve 10 numaralı uçuş ekiplerinin kendi yılmazlık (resilience) performanslarını diğer ekiplere (örneğin 1, 2, 11 ve 13 numaralı ekipler) göre anlamlı derecede daha düşük puanladıkları tespit edilmiştir. Buna rağmen, en düşük puanı veren ekiplerin bile ortalaması 5 üzerinden 3'ün üzerinde kalmış, yani kendilerini genel olarak "başarılı" bulmuşlardır.

Göz İzleme (Eye-Tracking) ve Yılmazlık İlişkisi: Araştırmanın en çarpıcı bulguları, düşük yılmazlık puanı bildiren ekiplerin (özellikle Ekip 8) göz izleme metrikleri ile yüksek puan bildiren ekiplerin (özellikle Ekip 11) metrikleri karşılaştırıldığında ortaya çıkmıştır:

• Geniş Görsel Tarama: Ekip 11, istatistiksel olarak en yüksek "Bakış Varyansı (Gaze Variance)" değerine sahip ekip olmuştur. Bu durum, senaryolar boyunca kokpitin çok daha geniş bir bölümünü aktif olarak taradıklarını göstermektedir.

• Bilişsel Yük ve Sabit Bakış: Kendi yılmazlık (resilience) seviyesini en düşük değerlendiren ekiplerden biri olan Ekip 8, tüm ekipler arasında en düşük "Bakış Hızına (Gaze Velocity)" ve en geniş "Göz Bebeği Çapına (Pupil Diameter)" sahip olmuştur.

• Bulguların Yorumu: Düşük bakış hızı, dikkatin zaman içinde daha az yer değiştirdiğini (örneğin bir göstergeye veya soruna kilitlenme, tünel vizyonu) gösterir. En büyük göz bebeği çapı ise pilotun o an yaşadığı yoğun bilişsel iş yükü ve stresin doğrudan bir yansımasıdır. Dolayısıyla bulgular; Bakış Hızı ve Göz Bebeği Çapı metriklerinin, bir pilotun yılmazlık (resilience) eksikliğini veya yüksek stres altındaki kilitlenme davranışını tahmin etmek için güçlü psikofizyolojik göstergeler olabileceğini kanıtlamaktadır.

Kurumsal ve Bireysel Gereklilikler ile Öneriler

Bu araştırmanın ortaya koyduğu bilimsel gerçekler, günümüz sivil havacılık endüstrisinde hem havayolu şirketleri (kurumsal) hem de bizzat uçuş ekipleri (bireysel) için önemli dersler ve uygulanması gereken yeni standartlar barındırmaktadır.

Kurumsal Gereklilikler ve Öneriler (Havayolları ve Otoriteler)

• Gelişmiş Emniyet Yönetim Sistemlerine (IASMS) Geçiş: Havayolu şirketlerinin, kaza ve olayların ardından reaktif incelemeler yapan geleneksel SMS yapısından, eş zamanlı veri toplayan (In-time ASMS) yapılarına geçmesi zorunluluk haline gelmektedir. Uçuş veri kayıt cihazlarından (FDM/FOQA) alınan rutin verilerin ötesine geçilerek, kokpitte nelerin "doğru" yapıldığını analiz eden proaktif sistemlere yatırım yapılmalıdır.

• Üretken Emniyet (Productive Safety) ve Eğitim Modelleri: Havayolu şirketlerinin eğitim departmanları, pilotları sadece prosedür ezberleyen bireyler olarak görmek yerine, uçuş emniyeti adına dinamik sorun çözücüler olarak konumlandırmalıdır. Simülatör eğitimleri, kusursuz RNAV STAR uçuşlarından ziyade, hava trafik kontrolörü kaynaklı beklenmedik klerans değişiklikleri veya hava durumu anomalilerini içeren, adaptasyon gerektiren senaryolarla zenginleştirilmelidir.

• Psikofizyolojik Verilerin Simülatörlere Entegrasyonu: Gelecekteki tip intibak (type rating) ve tazeleme (recurrent) eğitimlerinde göz izleme (eye-tracking) teknolojilerinin kullanılması büyük fayda sağlayacaktır. Eğitmenler (TRI/TRE), pilotların acil bir durumda hangi göstergelere "takılıp kaldığını" (düşük bakış hızı) göz izleme verileri ile nesnel olarak tespit edebilir ve eğitimde doğrudan bu eksikliğin (örneğin cross-check alışkanlığının zayıflaması) giderilmesini sağlayabilir.

Bireysel Gereklilikler ve Öneriler (Uçuş Ekipleri İçin)

• Görsel Tarama (Scan) ve Durumsal Farkındalığın Korunması: Uçuş esnasında beklenmedik bir arıza veya acil durum (örneğin ani bir sistem çökmesi veya prosedürel uyumsuzluk) yaşandığında, pilotların en büyük düşmanı "tünel vizyonu" denilen tek bir noktaya kilitlenme durumudur. Araştırmada Ekip 11'in sergilediği yüksek "Bakış Varyansı", başarılı bir yılmazlık (resilience) performansı için kokpitin tüm panellerinin (PFD, ND, ECAM/EICAS) sürekli çapraz kontrol (cross-check) edilmesinin şart olduğunu göstermektedir.

• Bilişsel İş Yükünün Yönetimi: Bulgularda yer alan artmış göz bebeği çapı, beynin veri işleme kapasitesinin sınırlarına ulaştığını gösterir. Pilotların, bu aşırı yüklenme anlarında Ekip Kaynak Yönetimi (CRM) kurallarını derhal işletmesi, uçuş görevlerini (Aviate, Navigate, Communicate) doğru önceliklendirmesi ve kokpit içi iş yükünü (Pilot Flying / Pilot Monitoring arasında) dengeli dağıtması uçuş emniyeti açısından kritiktir.

• Esneklik ve Sistem Adaptasyonu: 10 milyon RNAV STAR uçuşunun analizinde görüldüğü üzere, sistem nadiren kağıt üzerinde yazılı olduğu gibi işler. Profesyonel bir pilotun gerekliliği, Standart Operasyon Prosedürlerini (SOP) ezbere uygulamakla kalmayıp, operasyonel dinamikler değiştiğinde "emniyeti" tehlikeye atmadan, durumu yönetecek inisiyatif ve esnekliği (yılmazlık kapasitesini) sergileyebilmektir.

Sonuç

Havacılık endüstrisi, giderek karmaşıklaşan uçak sistemleri ve yoğunlaşan hava trafiği ile başa çıkmak zorundadır. NASA'nın SOTERIA projesi kapsamında elde edilen bu bulgular, uçuş emniyeti standartlarının yalnızca mekanik arızaları veya prosedür ihlallerini engelleyerek değil; uçuş ekiplerinin kriz anlarında gösterdikleri duygusal ve bilişsel esnekliği, yani yılmazlık (resilience) yeteneklerini geliştirerek korunabileceğini kanıtlamaktadır.

Göz izleme gibi modern psikofizyolojik yöntemler (göz bebeği çapı ve bakış hızı), pilotların stres anlarındaki zihinsel süreçlerine dair daha önce elde edilemeyen çok değerli veriler sunmaktadır. Sivil havacılık şirketlerinin bu verileri kullanarak "Emniyet-II (Safety-II)" felsefesini kurum kültürlerine entegre etmeleri, geleceğin eş zamanlı Emniyet Yönetim Sistemlerinin (IASMS) temelini oluşturacaktır. Tüm bu teknolojik ve doktriner gelişimlerin merkezinde ise; karmaşa anında kokpitteki bilgi akışını doğru okuyan, görsel taramasını geniş tutan ve sisteme uyum sağlayan, yüksek yılmazlık (resilience) kapasitesine sahip insan faktörü (pilotlar) yer almaya devam edecektir.

Önemli Not:

Bu makale, Chad L. Stephens, Tyler D. Fettrow, Lawrence J. Prinzel III, Jon B. Holbrook, Kathryn M. Ballard ve Daniel J. Kiggins tarafından kaleme alınan ve 2023 yılında Wright State University, 22. Uluslararası Havacılık Psikolojisi Sempozyumu'nda (22nd International Symposium on Aviation Psychology) sunulan "Psychophysiological Research Methods To Assess Airline Flight Crew Resilient Performance in High-Fidelity Flight Simulation Scenarios" isimli araştırma bildirisinden yararlanılarak hazırlanmıştır.